Informações técnicas sobre o starter e o gerador. Sobre reparo de partida e reparo de gerador. Estator de gerador automotivo: descrição, princípio de funcionamento e diagrama Em que consiste o estator do gerador?

29.10.2023

Em que elementos consiste o estator de um gerador síncrono e o princípio de funcionamento?

Elementos do estator:

Pacote de enrolamentos do estator;
Núcleo ou pacote do estator;
Fios para saída de conexão.

O próprio estator é composto por três enrolamentos, neles são formados três valores de corrente diferentes, este circuito é uma saída trifásica. As extremidades de cada enrolamento partem do corpo do gerador (estão conectadas a ele), a segunda extremidade é conectada ao retificador. Para concentrar e potencializar o campo magnético do gerador, é utilizado um núcleo feito de placas metálicas.

O enrolamento do estator de um gerador síncrono está localizado em slots especiais, geralmente existem 36. Em cada slot, o enrolamento é preso por uma cunha. Esta cunha é feita de materiais isolantes.

Razões para interrupção da operação estável do estator do gerador

Antes de verificar, você precisa descobrir exatamente qual gerador está instalado em seu carro. Isso pode ser descoberto no manual, mas a melhor maneira de descobrir o modelo e os parâmetros do gerador é procurar embaixo do capô a etiqueta do fabricante. Nele você encontrará todos os valores necessários. Se as diferenças nos modelos dos geradores não forem levadas em consideração, o resultado do teste será impreciso. Conhecendo os fundamentos da elétrica, não é difícil identificar diversos problemas no funcionamento do gerador e demais sistemas do sistema elétrico.

Todas as falhas do estator podem ser divididas em dois grupos:

Fios de enrolamento quebrados;
Fio em curto com o terra.

Se o veículo for operado em condições de alta umidade ou com mudanças bruscas de temperatura, o isolamento poderá rachar e delaminar. Isso pode provocar um curto-circuito entre espiras e até falha de todo o gerador, o que provocará uma descarga repentina da bateria, pois o gerador não conseguirá carregá-la totalmente.

Verificando o estator do gerador usando um multímetro, como verificar com uma luz de teste

O estator do gerador é verificado quanto a circuito aberto ou curto-circuito. Para verificar a resistência, use um multímetro; em casos extremos, você pode usar uma luz de teste.

O multímetro deve ser colocado no modo ohmímetro, após o qual suas pontas de prova são conectadas aos terminais dos enrolamentos. Se não houver interrupção, o testador mostrará uma resistência de 10 ohms. Se houver uma ruptura, a resistência apresentará um valor tendendo ao infinito. Com este resultado, três conclusões são verificadas. Para obter resultados de verificação mais precisos, é melhor verificar os dados recebidos com os dados do seu passaporte. Você deve saber que multímetros chineses baratos não são capazes de mostrar com precisão a resistência que está sendo medida (às vezes é necessária uma precisão de décimos de ohm), então você deve adquirir um dispositivo de boa marca.

Se não for possível conseguir nenhum multímetro, mas for necessário verificar, pode-se usar uma luz de teste (controle). Não mostrará a resistência exata, mas ajudará você a encontrar a lacuna. Usando um fio isolado, uma carga negativa é fornecida da bateria ao contato do enrolamento. Uma carga positiva deve ser aplicada através da lâmpada a outro contato. Se a luz estiver acesa, a lacuna não foi encontrada e o dispositivo está funcionando corretamente. Este procedimento é repetido para todas as saídas.

O diagnóstico de curto-circuito também é realizado por meio de um multímetro ou de uma luz de teste. A ponta de prova positiva deve ser conectada a qualquer contato do enrolamento e a ponta de prova negativa ao estator. Isso deve ser repetido com cada saída. O curto-circuito entre espiras é determinado usando uma lâmpada de teste de maneira semelhante. Chame todas as descobertas.

Conserto de gerador faça você mesmo

O reparo do estator geralmente significa rebobinar o estator do gerador. Para este procedimento você precisará de um conjunto impressionante de ferramentas:

Máquina de enrolar;
Fio de cobre (podem ser necessárias cerca de 8 bobinas);
Compactação;
Furadeira;
Dispositivo para secagem de estator envernizado;
Martelo, conjunto de chaves de fenda e chaves.

Enrolar o estator de um gerador automotivo é o reparo do estator. Primeiro você precisa remover o estator do gerador. O enrolamento antigo está chamuscado, mas antes disso é necessário traçar um diagrama do enrolamento do estator do gerador, idêntico ao antigo enrolamento trifásico ou monofásico. Quando queimado, as propriedades magnéticas do pacote metálico do estator não se deterioram, portanto não há necessidade de se preocupar. Quando o enrolamento estiver completamente queimado, o assento deve ser completamente limpo. As juntas isolantes Syntoflex são cortadas e instaladas nas ranhuras.

O enrolamento deve ser rebobinado de acordo com um padrão pré-desenhado. O princípio linear é usado em um gerador monofásico, e o enrolamento trifásico do estator envolve uma conexão estrela ou delta. Ao rebobinar, o fio da primeira ranhura deve ir diretamente para a quarta. Primeiro, metade das voltas são enroladas em uma direção, depois a segunda metade na direção oposta. As ranhuras são vedadas com as partes salientes das juntas, após o que as bobinas devem ser batidas com um martelo. Para não danificar o enrolamento, é necessário usar um espaçador.

Antes de verificar o desempenho do estator com correntes, certifique-se de que não há curto-circuito. Se houver um curto-circuito, significa que o isolamento foi mal instalado. Você deve encontrar a área problemática e, usando uma gaxeta, eliminar a avaria.

Antes da impregnação com verniz é necessário verificar as dimensões da unidade rebobinada, ela não deve ultrapassar as bordas na montagem do gerador. Os contatos são conectados por um fio que não derrete quando seco e colocado em um recipiente com verniz. Após a impregnação do estator, ele é colocado em estufa para secagem, após deixar o elemento fluir. Se não houver um forno adequado, o estator pode simplesmente ser suspenso instalando um elemento de aquecimento por baixo. Quando o verniz parar de grudar, a secagem estará completa. Ao usar aquecimento, a secagem geralmente leva cerca de 2 a 3 horas.

Quando o gerador funciona instável, para muitos a solução para o problema é substituir a unidade inteira. Mas se você souber verificar todos os elementos do gerador, até mesmo o procedimento de enrolamento do estator estará ao seu alcance.

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O gerador é a principal fonte de eletricidade da máquina. Contaremos como funciona, em que consiste sua estrutura.

Como ele funciona?

Na partida do motor, o principal consumidor de energia elétrica é o motor de partida, a corrente chega a centenas de amperes, o que provoca uma queda significativa na tensão da bateria. Neste modo, os consumidores são alimentados apenas pela bateria, que se descarrega rapidamente. Imediatamente após a partida do motor, o gerador passa a ser a principal fonte de alimentação.

O gerador é uma fonte de recarga constante da bateria enquanto o motor está funcionando. Se não funcionar, a bateria irá descarregar rapidamente. Ele fornece a corrente necessária para carregar a bateria e operar aparelhos elétricos. Após recarregar a bateria, o gerador reduz a corrente de carga e funciona normalmente.

Ao ligar consumidores potentes (por exemplo, descongelador do vidro traseiro, faróis) e baixas rotações do motor, o consumo total de corrente pode ser maior do que o gerador é capaz de fornecer. Neste caso, a carga recairá sobre a bateria e ela começará a descarregar.

Acionamento e montagem

O acionamento é realizado a partir da polia do virabrequim por meio de uma correia. Quanto maior o diâmetro da polia do virabrequim e menor o diâmetro da polia, maior será a velocidade do gerador e, consequentemente, ele será capaz de fornecer mais corrente aos consumidores.

Nas máquinas modernas, o acionamento é realizado por uma correia poli-V. Devido à sua maior flexibilidade, permite que o gerador seja equipado com uma polia de pequeno diâmetro e, portanto, altas relações de transmissão. Tensão da correia em V realizado por rolos tensores com o gerador parado.

Qual é o dispositivo e em que consiste?

Qualquer gerador contém um estator com enrolamento, imprensado entre duas tampas - a frontal, no lado do acionamento, e a traseira, no lado do anel coletor. Os geradores são aparafusados na frente do motor em suportes especiais. Os pés de montagem e o olhal tensor estão localizados nas tampas.

As tampas, fundidas em ligas de alumínio, possuem janelas de ventilação por onde o ar é soprado por um ventilador. Os geradores de design tradicional são equipados com janelas de ventilação apenas na parte final, enquanto os de design “compacto” são equipados com janelas de ventilação na parte cilíndrica acima dos lados frontais do enrolamento do estator.

Um conjunto de escova, que é combinado com um regulador de tensão, e um conjunto retificador são fixados à tampa no lado do anel coletor. As tampas são geralmente apertadas com três ou quatro parafusos, e o estator é colocado entre as tampas, cujas superfícies de assentamento cobrem o estator ao longo da superfície externa.

Estator do gerador: 1 - núcleo, 2 - enrolamentos, 3 - cunha de slot, 4 - slot, 5 - terminal para conexão ao retificador

O estator é feito de chapas de aço com espessura de 0,8...1 mm, mas mais frequentemente é enrolado “na borda”. Ao fazer um pacote de estator por enrolamento, a culatra do estator acima das ranhuras geralmente possui projeções ao longo das quais a posição das camadas em relação umas às outras é fixada durante o enrolamento. Estas saliências melhoram o resfriamento do estator devido a uma superfície externa mais desenvolvida.

A necessidade de economizar metal levou à criação de um projeto de pacote de estator composto de segmentos individuais em forma de ferradura. As folhas individuais do pacote do estator são fixadas entre si em uma estrutura monolítica por soldagem ou rebites. Quase todos os geradores automotivos produzidos em massa possuem 36 slots nos quais o enrolamento do estator está localizado. As ranhuras são isoladas com filme isolante ou pulverizadas com composto epóxi.

Rotor do gerador de carro: a - montado; b - sistema de postes desmontado; 1,3 - metades dos pólos; 2 - enrolamento de excitação; 4 - anéis coletores; 5 - eixo

Uma característica especial dos geradores automotivos é o tipo de sistema de pólos do rotor. Ele contém duas metades de postes com saliências - postes em forma de bico, seis em cada metade. As metades dos postes são estampadas e podem ter projeções. Se não houver saliências quando pressionado no eixo, uma bucha com enrolamento de excitação enrolado na estrutura é instalada entre as metades do pólo, e o enrolamento é realizado após a instalação da bucha dentro da estrutura.

Os eixos do rotor são feitos de aço macio automático. Mas ao usar um rolamento de rolos, cujos rolos operam diretamente na extremidade do eixo na lateral dos anéis coletores, o eixo é feito de liga de aço e o munhão do eixo é endurecido. Na extremidade roscada do eixo, é feita uma ranhura para a chaveta fixar a polia.

Muitos designs modernos não possuem chave. Neste caso, a parte final do eixo apresenta uma reentrância ou saliência em forma de hexágono. Isso permite evitar que o eixo gire ao apertar a porca de fixação da polia, ou ao desmontar o gerador, quando for necessário retirar a polia e o ventilador.

Unidade de escova- esta é a estrutura na qual os pincéis são colocados, ou seja, contatos deslizantes. Existem dois tipos de escovas utilizadas em geradores automotivos - cobre-grafite e eletrografite. Estes últimos apresentam uma queda de tensão aumentada em contato com o anel em comparação com os de cobre-grafite. Eles proporcionam significativamente menos desgaste nos anéis coletores. As escovas são pressionadas contra os anéis pela força da mola.

Unidades retificadoras Dois tipos são usados. Estas são placas dissipadoras de calor nas quais os diodos retificadores de potência são pressionados ou estruturas com aletas altamente desenvolvidas e os diodos são soldados aos dissipadores de calor. Os diodos do retificador adicional geralmente possuem uma caixa plástica cilíndrica ou em forma de ervilha ou são feitos na forma de um bloco selado separado, cuja inclusão no circuito é feita por barramentos.

O mais perigoso é o curto-circuito das placas do dissipador de calor conectadas ao “terra” e ao terminal “+” do gerador por objetos metálicos que caem acidentalmente entre elas ou pontes condutoras formadas por contaminação, pois Neste caso, ocorre um curto-circuito no circuito da bateria e é possível um incêndio. Para evitar isso, as placas e demais partes do retificador do gerador são parcial ou totalmente cobertas por uma camada isolante. Os dissipadores de calor são combinados em um design monolítico da unidade retificadora principalmente por meio de placas de montagem feitas de material isolante, reforçadas com barras de conexão.

Unidades de rolamento do gerador Normalmente, são rolamentos rígidos de esferas com graxa descartável para toda a vida e vedações unidirecionais ou bidirecionais incorporadas ao rolamento. Os rolamentos de rolos são usados apenas no lado do anel coletor e muito raramente, principalmente por empresas americanas. O ajuste dos rolamentos de esferas no eixo na lateral dos anéis coletores costuma ser apertado, no lado do acionamento - deslizante, na sede da tampa, ao contrário - na lateral dos anéis coletores - deslizante, no lado do acionamento - apertado.

O gerador é resfriado por um ou dois ventiladores montados em seu eixo. Nesse caso, no projeto tradicional dos geradores, o ar é sugado por um ventilador centrífugo para dentro da tampa pela lateral dos anéis coletores. Para geradores que possuem conjunto de escovas, regulador de tensão e retificador fora da cavidade interna e são protegidos por uma carcaça, o ar é sugado pelas fendas desta carcaça, direcionando o ar para os locais mais quentes - para o retificador e regulador de tensão.

Sistema de refrigeração: a - dispositivos de desenho convencional; b - para aumento da temperatura no compartimento do motor; c - dispositivos de design compacto. As setas mostram a direção dos fluxos de ar
Em carros com compartimento de motor denso, são utilizados geradores com carcaça especial, por onde entra o ar frio externo. Para geradores de design “compacto”, o ar de resfriamento é aspirado pelas tampas traseira e frontal.

Para que serve um regulador de tensão?

Os reguladores mantêm a tensão do gerador dentro de certos limites para o funcionamento ideal dos aparelhos elétricos incluídos na rede de bordo do veículo. Os geradores são equipados com reguladores eletrônicos de tensão semicondutores embutidos no interior da carcaça. Seus padrões de execução e design podem variar, mas o princípio de funcionamento é o mesmo.

Os reguladores de tensão têm a propriedade de compensação térmica - alterando a tensão fornecida à bateria, dependendo da temperatura do ar no compartimento do motor para um carregamento ideal da bateria. Quanto mais baixa for a temperatura do ar, maior será a tensão que deve ser fornecida à bateria e vice-versa. O valor de compensação térmica atinge até 0,01 V por 1°C. Alguns modelos de reguladores remotos possuem interruptores manuais de nível de tensão (inverno/verão).

O dispositivo de um gerador de carro

Por projeto Os grupos geradores podem ser divididos em dois grupos:

geradores de design tradicional com ventilador na polia motriz,
geradores de design compacto com dois ventiladores na cavidade interna do gerador.

Normalmente, os geradores “compactos” são equipados com acionamento com relação de transmissão aumentada por meio de correia poli-V e por isso, de acordo com a terminologia adotada por algumas empresas, são chamados de geradores de alta velocidade.

De acordo com o layout do conjunto das escovas, distinguem-se:

geradores nos quais o conjunto de escovas está localizado na cavidade interna do gerador entre o sistema de pólos do rotor e a tampa traseira,
geradores, onde anéis coletores e escovas ficam localizados fora da cavidade interna (Fig. 1). Neste caso, o gerador possui uma carcaça, sob a qual está localizado um conjunto de escovas, um retificador e, via de regra, um regulador de tensão.

Arroz. 1. Alternador

O alternador contém estator Com enrolamentos, imprensado entre dois tampas- dianteiro, do lado da tração, e traseiro, do lado anéis deslizantes. As tampas, fundidas em ligas de alumínio, possuem janelas de ventilação por onde o ar é soprado por um ventilador através do gerador.

Requisitos básicos para geradores de automóveis

1. O gerador deve fornecer um fornecimento ininterrupto de corrente e ter energia suficiente para:

fornecer simultaneamente eletricidade aos consumidores em funcionamento e carregar a bateria;
quando todos os consumidores regulares de eletricidade foram ligados em baixas rotações do motor, a bateria não estava gravemente descarregada;
a tensão na rede de bordo estava dentro dos limites especificados em toda a faixa de cargas elétricas e velocidades do rotor.

2. O gerador deve ter resistência suficiente, longa vida útil, baixo peso e dimensões, baixo nível de ruído e interferência de rádio.

Princípio de funcionamento do gerador

A operação do gerador é baseada no efeito da indução eletromagnética. Se uma bobina, por exemplo, feita de fio de cobre, for penetrada por um fluxo magnético, quando ele mudar, uma tensão elétrica alternada aparecerá nos terminais da bobina. Por outro lado, para gerar um fluxo magnético, basta passar uma corrente elétrica pela bobina.

Assim, para produzir uma corrente elétrica alternada, é necessária uma bobina por onde flui uma corrente elétrica direta, formando um fluxo magnético, denominado enrolamento de campo, e um sistema de pólos de aço, cuja finalidade é fornecer o fluxo magnético às bobinas. , chamado enrolamento do estator, no qual uma tensão alternada é induzida.

Esses bobinas colocado nas ranhuras da estrutura de aço, circuito magnético(pacote de ferro) estator. O enrolamento do estator com seu núcleo magnético forma estator do gerador (Fig. 3, item 1) - uma parte estacionária na qual é gerada uma corrente elétrica, e enrolamento de campo Com sistema de pólo e alguns outros detalhes ( eixo, anéis coletores) - rotor , parte rotativa.

O enrolamento de campo pode ser alimentado pelo próprio gerador. Neste caso, o gerador opera a auto-excitação. Neste caso, o fluxo magnético residual no gerador, ou seja, o fluxo que é formado pelas partes de aço do circuito magnético na ausência de corrente no enrolamento de campo, é pequeno e garante a autoexcitação do gerador apenas quando muito altas velocidades de rotação. Portanto, tal conexão externa é introduzida no circuito do grupo gerador, onde os enrolamentos de campo não estão conectados à bateria, geralmente através de uma lâmpada de saúde do grupo gerador.

A corrente que flui através desta lâmpada para o enrolamento de excitação após ligar a chave de ignição fornece a excitação inicial do gerador. A intensidade desta corrente não deve ser muito alta para não descarregar a bateria, mas também não muito baixa, pois neste caso o gerador é excitado em velocidades muito altas, por isso os fabricantes estipulam a potência necessária Lâmpada de aviso- geralmente 2...3 W.

Quando o rotor gira oposto às bobinas do enrolamento do estator, os pólos “norte” e “sul” do rotor aparecem alternadamente, ou seja, a direção do fluxo magnético que passa pela bobina muda, o que provoca o aparecimento de uma tensão alternada nela. A frequência desta tensão f depende da velocidade do rotor do gerador n e o número de seus pares de pólos R :

f=p*n/ 60

Com raras exceções, geradores de empresas estrangeiras, assim como nacionais, possuem seis pólos “sul” e seis pólos “norte” no sistema magnético do rotor. Neste caso a frequência f 10 vezes menor que a velocidade de rotação do rotor do gerador.

Como o rotor do gerador recebe rotação do virabrequim do motor, a frequência do virabrequim do motor pode ser medida pela frequência da tensão alternada do gerador.

Para isso, é feito um enrolamento do estator no gerador, ao qual está conectado o tacômetro. Neste caso, a tensão na entrada do tacômetro tem caráter pulsante, pois está conectada em paralelo ao diodo do retificador de potência do gerador.

Levando em consideração a relação de transmissão eu transmissão por correia do motor para a frequência do sinal do gerador na entrada do tacômetro Ft relacionado à velocidade do motor n portas razão:

Ft =p*n dv(i)/ 60

É claro que se a correia de transmissão escorregar, esta relação será ligeiramente perturbada e, portanto, deve-se ter cuidado para garantir que a correia esteja sempre suficientemente tensionada.

No R =6, (na maioria dos casos) a relação acima é simplificada Ft =n dv (eu) /10 . A rede on-board requer o fornecimento de tensão constante. Portanto, o enrolamento do estator alimenta a rede de bordo do veículo através retificador , embutido no gerador.

Enrolamento do estator geradores de empresas estrangeiras, bem como nacionais - trifásicos. Consiste em três partes, chamadas enrolamentos de fase ou simplesmente fases, cujas tensões e correntes são deslocadas entre si em um terço do período, ou seja, em 120 0 (Fig. 2). As fases podem ser conectadas em estrela ou delta. Neste caso, as tensões e correntes de fase e lineares são diferenciadas. Tensões de fase Uf atuam entre as extremidades dos enrolamentos de fase e as correntes Se fluir nesses enrolamentos, as tensões lineares Você eu atuam entre os fios que conectam o enrolamento do estator ao retificador. Correntes lineares fluem nesses fios J eu . Naturalmente, o retificador retifica os valores que lhe são fornecidos, ou seja, linear.

Arroz. 2. Diagrama de circuito de um gerador de corrente alternada com retificador

O estator do gerador (Fig. 3) é feito de chapas de aço com espessura de 0,8...1 mm, mas é mais frequentemente feito enrolando “na borda”. Este design garante menos desperdício durante o processamento e alta capacidade de fabricação. Ao fazer um pacote de estator por enrolamento, a culatra do estator acima das ranhuras geralmente possui projeções ao longo das quais a posição das camadas em relação umas às outras é fixada durante o enrolamento. Estas saliências melhoram o resfriamento do estator devido à sua superfície externa mais desenvolvida. A necessidade de economizar metal também levou à criação de um pacote de estator composto de segmentos individuais em forma de ferradura. As folhas individuais do pacote do estator são fixadas entre si em uma estrutura monolítica por soldagem ou rebites.

Arroz. 3. Estator do gerador:
1 - núcleo, 2 - enrolamentos, 3 - cunha de slot, 4 - slot, 5 - terminal para conexão ao retificador

Quase todos os geradores automotivos produzidos em massa possuem 36 slots nos quais o enrolamento do estator está localizado. As ranhuras são isoladas com filme isolante ou pulverizadas com composto epóxi.

Arroz. 4. Diagrama do enrolamento do estator do gerador:
A - loop distribuído, onda B concentrada, onda C distribuída
------- 1ª fase, - - - - - - 2ª fase, -..-..-..- 3ª fase

As ranhuras contêm o enrolamento do estator, feito conforme os circuitos (Fig. 4) em forma de malha distribuída (Fig. 4,A) ou onda concentrada (Fig. 4,B), onda distribuída (Fig. 4,C) enrolamentos. O enrolamento de loop se distingue pelo fato de suas seções (ou meias seções) serem feitas na forma de bobinas com conexões ponta a ponta em ambos os lados do pacote do estator, opostos um ao outro. O enrolamento ondulado realmente se assemelha a uma onda, pois suas conexões frontais entre os lados da seção (ou meia seção) estão localizadas alternadamente em um ou outro lado do pacote do estator. Num enrolamento distribuído, a seção é dividida em duas meias seções que emanam da mesma ranhura, com uma meia seção emanando para a esquerda e a outra para a direita. A distância entre os lados da seção (ou meia seção) de cada enrolamento de fase é de 3 divisões de slot, ou seja, se um lado da seção estiver na ranhura convencionalmente aceita como a primeira, então o segundo lado se encaixa na quarta ranhura. O enrolamento é fixado na ranhura com uma cunha de material isolante. É obrigatório impregnar o estator com verniz após o assentamento do enrolamento.

Uma característica especial dos geradores automotivos é o tipo de sistema de pólos do rotor (Fig. 5). Ele contém duas metades de postes com saliências – postes em forma de bico, seis em cada metade. As metades dos postes são feitas por estampagem e podem apresentar saliências - meias buchas. Se não houver saliências quando pressionado no eixo, uma bucha com enrolamento de excitação enrolado na estrutura é instalada entre as metades do pólo, e o enrolamento é realizado após a instalação da bucha dentro da estrutura.

Arroz. 5. Rotor do gerador do carro: a - montado; b - sistema de postes desmontado; 1,3 - metades dos pólos; 2 - enrolamento de excitação; 4 - anéis coletores; 5 - eixo

Se as metades dos pólos tiverem meias buchas, então o enrolamento de excitação é pré-enrolado na estrutura e instalado quando as metades dos pólos são pressionadas para que as meias buchas caibam dentro da estrutura. As bochechas finais da estrutura possuem saliências de retenção que se encaixam nos espaços interpolares nas extremidades das metades dos pólos e evitam que a estrutura gire na bucha. A pressão das metades dos pólos no eixo é acompanhada por sua calafetagem, o que reduz os entreferros entre a bucha e as metades dos pólos ou meias buchas e tem um efeito positivo nas características de saída do gerador. Na calafetagem, o metal flui para as ranhuras do eixo, o que dificulta o rebobinamento do enrolamento de campo caso ele queime ou quebre, pois o sistema de pólos do rotor torna-se difícil de desmontar. O enrolamento de campo montado com o rotor é impregnado com verniz. Os bicos dos pólos nas bordas são geralmente chanfrados em um ou ambos os lados para reduzir o ruído magnético dos geradores. Em alguns projetos, para a mesma finalidade, um anel não magnético antirruído é colocado sob os cones pontiagudos dos bicos, localizados acima do enrolamento de excitação. Este anel evita que os bicos oscilem quando o fluxo magnético muda e, portanto, emitam ruído magnético.

Após a montagem, o rotor é balanceado dinamicamente, o que é feito perfurando o excesso de material nas metades dos pólos. No eixo do rotor também existem anéis coletores, geralmente feitos de cobre, cravados com plástico. Os terminais do enrolamento de excitação são soldados ou soldados aos anéis. Às vezes os anéis são feitos de latão ou aço inoxidável, o que reduz o desgaste e a oxidação, principalmente quando se trabalha em ambiente úmido. O diâmetro dos anéis quando a unidade de contato das escovas está localizada fora da cavidade interna do gerador não pode ultrapassar o diâmetro interno do rolamento instalado na tampa na lateral dos anéis coletores, pois durante a montagem o rolamento passa sobre os anéis. O pequeno diâmetro dos anéis também ajuda a reduzir o desgaste das escovas. É justamente para as condições de instalação que algumas empresas utilizam rolamentos de rolos como suporte do rotor traseiro, pois esferas do mesmo diâmetro têm vida útil mais curta.

Os eixos do rotor são feitos, via de regra, de aço macio de corte livre, porém, quando se utiliza um rolamento de rolos, cujos rolos operam diretamente na extremidade do eixo na lateral dos anéis coletores, o eixo é feito de liga aço, e o munhão do eixo é cimentado e endurecido. Na extremidade roscada do eixo, é feita uma ranhura para a chaveta fixar a polia. No entanto, em muitos designs modernos falta a chave. Neste caso, a parte final do eixo apresenta uma reentrância ou saliência em forma de hexágono. Isso permite evitar que o eixo gire ao apertar a porca de fixação da polia, ou durante a desmontagem, quando for necessário retirar a polia e o ventilador.

Unidade de escova- esta é uma estrutura plástica na qual as escovas são colocadas, ou seja, contatos deslizantes. Existem dois tipos de escovas utilizadas em geradores automotivos: cobre-grafite e eletrografite. Estes últimos apresentam maior queda de tensão em contato com o anel em comparação aos de cobre-grafite, o que afeta negativamente as características de saída do gerador, mas proporcionam significativamente menos desgaste dos anéis coletores. As escovas são pressionadas contra os anéis pela força da mola. Normalmente, as escovas são instaladas ao longo do raio dos anéis coletores, mas também existem os chamados porta-escovas reativos, onde o eixo das escovas forma um ângulo com o raio do anel no ponto de contato da escova. Isto reduz o atrito da escova nas guias do porta-escova e, assim, garante um contato mais confiável da escova com o anel. Freqüentemente, o porta-escova e o regulador de tensão formam uma unidade indissociável.

As unidades retificadoras são usadas em dois tipos - ou são placas dissipadoras de calor nas quais os diodos retificadores de potência são pressionados (ou soldados) ou nas quais as junções de silício desses diodos são soldadas e seladas, ou são estruturas com aletas altamente desenvolvidas nas quais os diodos , geralmente do tipo tablet, são soldados a dissipadores de calor. Os diodos do retificador adicional geralmente possuem uma caixa plástica cilíndrica ou em forma de ervilha ou são feitos na forma de um bloco selado separado, cuja inclusão no circuito é feita por barramentos. A inclusão das unidades retificadoras no circuito gerador é realizada por dessolda ou soldagem dos terminais de fase em suportes especiais de montagem do retificador ou com parafusos. O mais perigoso para o gerador e principalmente para a fiação da rede de bordo do veículo é a ponte das placas do dissipador de calor conectadas ao “terra” e ao terminal “+” do gerador por objetos metálicos que caem acidentalmente entre eles ou pontes condutoras formadas por contaminação, porque Neste caso, ocorre um curto-circuito no circuito da bateria e é possível um incêndio. Para evitar isso, as placas e demais partes do retificador dos geradores de algumas empresas são parcial ou totalmente cobertas por uma camada isolante. Os dissipadores de calor são combinados em um design monolítico da unidade retificadora principalmente por meio de placas de montagem feitas de material isolante, reforçadas com barras de conexão.

Os conjuntos de rolamentos do gerador são geralmente rolamentos rígidos de esferas com graxa descartável para toda a vida e vedações unidirecionais ou bidirecionais embutidas no rolamento. Os rolamentos de rolos são usados apenas no lado do anel coletor e muito raramente, principalmente por empresas americanas. O ajuste dos rolamentos de esferas no eixo na lateral dos anéis coletores costuma ser apertado, no lado do acionamento - deslizante, na sede da tampa, ao contrário - na lateral dos anéis coletores - deslizante, no lado do acionamento - apertado. Como a pista externa do rolamento na lateral dos anéis coletores tem a capacidade de girar na sede da tampa, o rolamento e a tampa podem falhar em breve, fazendo com que o rotor toque no estator. Para evitar que o rolamento gire, vários dispositivos são colocados na sede da tampa - anéis de borracha, copos plásticos, molas de aço corrugado, etc.

O projeto dos reguladores de tensão é amplamente determinado pela sua tecnologia de fabricação. Ao fazer um circuito utilizando elementos discretos, o regulador geralmente possui uma placa de circuito impresso na qual esses elementos estão localizados. Ao mesmo tempo, alguns elementos, por exemplo, resistores de sintonia, podem ser fabricados usando tecnologia de filme espesso. A tecnologia híbrida pressupõe que os resistores sejam feitos em uma placa de cerâmica e conectados a elementos semicondutores - diodos, diodos zener, transistores, que são soldados em um substrato metálico, desempacotados ou embalados. Em um regulador feito em um único cristal de silício, todo o circuito do regulador está localizado neste cristal. Reguladores de tensão híbridos e reguladores de tensão de chip único não podem ser desmontados ou reparados.

O gerador é resfriado por um ou dois ventiladores montados em seu eixo. Neste caso, no projeto tradicional dos geradores (Fig. 7, a), o ar é sugado para dentro da tampa por um ventilador centrífugo pela lateral dos anéis coletores. Para geradores que possuem conjunto de escovas, regulador de tensão e retificador fora da cavidade interna e são protegidos por uma carcaça, o ar é sugado pelas fendas desta carcaça, direcionando o ar para os locais mais quentes - para o retificador e regulador de tensão. Nos carros com compartimento do motor denso, em que a temperatura do ar é muito elevada, são utilizados geradores com caixa especial (Fig. 7, b) fixada na tampa traseira e equipada com tubo com mangueira por onde passa o frio e o ar externo limpo entra no gerador. Esses designs são usados, por exemplo, em carros BMW. Para geradores de design “compacto”, o ar de resfriamento é aspirado pelas tampas traseira e frontal.

Arroz. 7. Sistema de refrigeração do gerador.
a - geradores de projeto convencional; b - geradores para temperaturas elevadas no compartimento do motor; c - geradores de design compacto.

As setas mostram a direção dos fluxos de ar

Geradores de alta potência instalados em veículos especiais, caminhões e ônibus apresentam algumas diferenças. Em particular, eles contêm sistemas de rotor de dois pólos montados em um eixo e, conseqüentemente, dois enrolamentos de excitação, 72 ranhuras no estator, etc. No entanto, não há diferenças fundamentais no projeto desses geradores em relação aos projetos considerados.

Acionamento do gerador

Os geradores são acionados pela polia do virabrequim por uma correia. Quanto maior o diâmetro da polia do virabrequim e menor o diâmetro da polia do gerador (a relação dos diâmetros é chamada de relação de engrenagem), maior será a velocidade do gerador e, consequentemente, ele será capaz de fornecer mais corrente aos consumidores .

A transmissão por correia em V não é usada para relações de transmissão superiores a 1,7-3. Em primeiro lugar, isso se deve ao fato de que com diâmetros de polias pequenos, a correia em V se desgasta mais.

Nos modelos modernos, via de regra, o acionamento é realizado por correia poli-V. Devido à sua maior flexibilidade, permite a instalação de uma polia de pequeno diâmetro no gerador e, portanto, maiores relações de transmissão, ou seja, a utilização de geradores de alta velocidade. A tensão da correia poli-V é realizada, via de regra, por rolos tensores quando o gerador está parado.

Montagem do gerador

Os geradores são aparafusados na frente do motor em suportes especiais. Os pés de montagem e o olhal tensor do gerador estão localizados nas tampas. Se a fixação for feita com duas patas, elas ficam localizadas em ambas as tampas, se houver apenas uma pata, ela fica na tampa frontal. No orifício da pata traseira (se houver duas patas de montagem) geralmente existe uma bucha espaçadora que elimina a folga entre o suporte do motor e o assento da pata.

O retificador 1 contém seis diodos VD1 - VD6, formando dois braços: em um, os ânodos dos três diodos VD1 - VD3 são conectados ao terminal “+” do gerador, e no outro, os cátodos dos diodos VD4 - VD6 são conectado ao terminal “-”. No circuito monofilar adotado nos automóveis, o terminal negativo é conectado ao terra. Os terminais dos enrolamentos de fase do estator do gerador são conectados ao retificador (a figura mostra uma conexão em estrela). As tensões alternadas ip1 - ipz induzidas nos enrolamentos de fase são deslocadas em 1/3 do período, o que é típico de um sistema trifásico.

Retificador CA

Quando a tensão trifásica muda ao longo do tempo, os diodos retificadores passam de um estado fechado para um estado aberto; como resultado, a corrente de carga tem apenas uma direção - do terminal “+” do gerador para o terminal “-” .

Arroz. 8. Diagrama do grupo gerador (a) e diagramas de tensão (b):

Retificador em ponte monofásica; 2 retificadores adicionais; Regulador de 3 tensões

Como pode ser visto na Figura 8b, no tempo 0 não há tensão no enrolamento L1; no enrolamento L3 é positivo e no enrolamento L2 é negativo. A direção da seta em direção ao ponto médio 0 do enrolamento do estator é considerada uma tensão positiva. A corrente retificada é fornecida aos consumidores no sentido das setas através dos diodos VD3 e VD4 que estão no estado aberto.

No instante t1 não há tensão no enrolamento L2, no enrolamento L1 é positiva e no enrolamento L3 é negativa. A corrente retificada é fornecida aos consumidores através dos diodos VD1 e VD5. Em cada braço do retificador, um diodo fica aberto por aproximadamente 1/3 do período.

A tensão de linha para uma conexão estrela é 1,73 vezes maior do que para uma conexão delta. Portanto, ao conectar em um triângulo, deve haver mais voltas no enrolamento do estator do que ao conectar em estrela. Porém, a corrente de fase quando conectada em delta é 1,73 vezes menor do que quando conectada em estrela. Conectar o enrolamento do estator em um triângulo para geradores de alta potência permite que ele seja feito com um fio mais fino.

Os retificadores de alguns geradores possuem um braço adicional conectado ao ponto médio 0 do enrolamento do estator. Este esquema permite aumentar a potência do gerador em 15...20% devido à ação dos componentes do terceiro harmônico da tensão de fase.

A tensão retificada Ud tem caráter pulsante. A bateria GB serve como uma espécie de filtro que suaviza a tensão retificada do gerador, enquanto a corrente da bateria passa a ser pulsante.

Em um gerador de válvula, os diodos retificadores não conduzem corrente da bateria para o enrolamento do estator e, portanto, não há necessidade de relé de corrente reversa. Isto simplifica significativamente o circuito do grupo gerador. Ao estacionar o carro por um longo período, a bateria pode descarregar no enrolamento de excitação. Portanto, em alguns modelos de geradores automotivos, o enrolamento de excitação é conectado a um retificador adicional 2. O retificador adicional é composto por três diodos VD7-VD9, cujos ânodos são conectados ao terminal D. Neste caso, apenas a tensão de o gerador é alimentado ao enrolamento de excitação através do retificador adicional 2 e do braço retificador 1 com diodos VD4-VD6.

A utilização de um retificador adicional também possui um lado negativo associado à autoexcitação do gerador. O gerador pode se autoexcitar se houver um fluxo magnético residual nele e uma resistência suficientemente baixa do circuito de excitação. Portanto, para produzir tensão na faixa de operação de velocidades de rotação de seu rotor, o circuito utiliza uma lâmpada de controle HL, que garante excitação confiável do gerador.

Uma desvantagem significativa dos geradores de escovas é a presença de uma unidade de contato composta por escovas elétricas e anéis, através da qual a corrente é fornecida ao enrolamento rotativo de excitação. Esta unidade está sujeita a desgaste. Poeira, sujeira, combustível e óleo que entram na unidade de contato danificam-na rapidamente.

Reguladores de tensão

Os reguladores mantêm a tensão do gerador dentro de certos limites para o funcionamento ideal dos aparelhos elétricos incluídos na rede de bordo do veículo. Todos os reguladores de tensão possuem elementos de medição, que são sensores de tensão, e atuadores que a regulam.

Nos controladores de vibração, o elemento de medição e atuação é um relé eletromagnético. Para reguladores de transistor de contato, o relé eletromagnético está localizado na parte de medição e os elementos eletrônicos estão na parte de atuação. Esses dois tipos de reguladores foram agora completamente substituídos por eletrônicos.

Controladores eletrônicos semicondutores sem contato geralmente são integrados ao gerador e combinados com o conjunto de escovas. Eles alteram a corrente de excitação alterando o tempo em que o enrolamento do rotor é ligado à rede de alimentação. Esses reguladores não estão sujeitos a desajustes e não requerem nenhuma manutenção além do monitoramento da confiabilidade dos contatos.

Os reguladores de tensão têm a propriedade de compensação térmica - alterando a tensão fornecida à bateria, dependendo da temperatura do ar no compartimento do motor para um carregamento ideal da bateria. Quanto mais baixa for a temperatura do ar, maior será a tensão que deve ser fornecida à bateria e vice-versa. O valor de compensação térmica atinge até 0,01 V por 1°C. Alguns modelos de reguladores remotos (2702.3702, PP-132A, 1902.3702 e 131.3702) possuem interruptores de nível de tensão manuais escalonados (inverno/verão).

Princípio de funcionamento do regulador de tensão

Atualmente, todos os grupos geradores são equipados com reguladores eletrônicos de tensão semicondutores, geralmente embutidos no interior do gerador. Seus projetos e design podem ser diferentes, mas o princípio de funcionamento de todos os reguladores é o mesmo. A tensão de um gerador sem regulador depende da velocidade de rotação de seu rotor, do fluxo magnético criado pelo enrolamento de campo e, conseqüentemente, da intensidade da corrente neste enrolamento e da quantidade de corrente fornecida pelo gerador aos consumidores. Quanto maior a velocidade de rotação e a corrente de excitação, maior será a tensão do gerador; quanto maior a corrente de sua carga, menor será essa tensão.

A função do regulador de tensão é estabilizar a tensão quando a velocidade de rotação e a carga mudam, influenciando a corrente de excitação. Claro, você pode alterar a corrente no circuito de excitação introduzindo um resistor adicional neste circuito, como foi feito nos reguladores de tensão de vibração anteriores, mas este método está associado a uma perda de potência neste resistor e não é usado em reguladores eletrônicos . Os reguladores eletrônicos alteram a corrente de excitação ligando e desligando o enrolamento de excitação da rede de alimentação, enquanto alteram a duração relativa do tempo de ativação do enrolamento de excitação. Se para estabilizar a tensão for necessário reduzir a corrente de excitação, o tempo de comutação do enrolamento de excitação é reduzido; se for necessário aumentá-lo, ele é aumentado.

É conveniente demonstrar o princípio de funcionamento do regulador eletrônico usando um diagrama bastante simples de um regulador tipo EE 14V3 da Bosch, mostrado na Fig. 9:

Arroz. 9. Diagrama do regulador de tensão EE14V3 da BOSCH:
1 - gerador, 2 - regulador de tensão, SA - chave de ignição, HL - lâmpada avisadora no painel de instrumentos

Para entender o funcionamento do circuito, devemos lembrar que, conforme mostrado acima, o diodo zener não passa corrente através de si mesmo em tensões abaixo da tensão de estabilização. Quando a tensão atinge esse valor, o diodo zener “rompe” e a corrente começa a fluir através dele. Assim, o diodo zener no regulador é o padrão de tensão com o qual a tensão do gerador é comparada. Além disso, sabe-se que os transistores passam corrente entre o coletor e o emissor, ou seja, aberto se a corrente fluir no circuito base-emissor e não permitir a passagem dessa corrente, ou seja, fechado se a corrente de base for interrompida. A tensão para o diodo zener VD2 é fornecida pela saída do gerador "D+" através de um divisor de tensão nos resistores R1 (R3 e no diodo VD1, que realiza a compensação de temperatura. Enquanto a tensão do gerador está baixa e a tensão no diodo zener é menor que sua tensão de estabilização, o diodo zener é fechado através dele e, portanto, e nenhuma corrente flui no circuito base do transistor VT1, o transistor VT1 também é fechado. Neste caso, a corrente através do resistor R6 do “D+” terminal entra no circuito base do transistor VT2, que se abre, e a corrente começa a fluir através de sua junção emissor-coletor na base do transistor VT3 , que também abre. Neste caso, o enrolamento de excitação do gerador é conectado ao circuito de potência através da junção emissor-coletor VT3.

A conexão dos transistores VT2 e VT3, na qual seus terminais coletores são combinados, e o circuito base de um transistor é alimentado pelo emissor do outro, é chamada de circuito Darlington. Com esta conexão, ambos os transistores podem ser considerados como um transistor composto com alto ganho. Normalmente, esse transistor é feito em um único cristal de silício. Se a tensão do gerador aumentou, por exemplo, devido ao aumento da velocidade de rotação do seu rotor, então a tensão no diodo zener VD2 também aumenta, quando esta tensão atinge o valor da tensão de estabilização, o diodo zener VD2 “rompe”, a corrente através dele começa a fluir para o circuito base do transistor VT1, que A transição emissor-coletor abre e provoca um curto-circuito na saída base do transistor composto VT2, VT3 para o terra. O transistor composto fecha, interrompendo o circuito de alimentação do enrolamento de campo. A corrente de excitação cai, a tensão do gerador diminui, o diodo zener VT2 e o transistor VT1 fecham, o transistor composto VT2,VT3 abre, o enrolamento de excitação é reconectado ao circuito de potência, a tensão do gerador aumenta e o processo se repete. Assim, a tensão do gerador é regulada discretamente pelo regulador, alterando o tempo relativo de inclusão do enrolamento de excitação no circuito de potência. Neste caso, a corrente no enrolamento de excitação muda conforme mostrado na Fig. Se a velocidade de rotação do gerador aumentou ou sua carga diminuiu, o tempo de ativação do enrolamento diminui; se a velocidade de rotação diminuir ou a carga aumentar, aumenta. O circuito regulador (ver Fig. 9) contém elementos característicos dos circuitos de todos os reguladores de tensão utilizados nos automóveis. O diodo VD3, ao fechar o transistor composto VT2, VT3, evita picos de tensão perigosos decorrentes de um circuito aberto do enrolamento de excitação com indutância significativa. Neste caso, a corrente do enrolamento de campo pode ser fechada através deste diodo e não ocorrem picos de tensão perigosos. Portanto, o diodo VD3 é chamado de diodo de extinção. Resistência R7 é a resistência de feedback rígido.

Arroz. 10. Mudança na intensidade da corrente no enrolamento de campo JB ao longo do tempo t durante a operação do regulador de tensão:

ton, toff - respectivamente, o tempo de ativação e desativação do enrolamento de excitação do regulador de tensão; n1 n2 - velocidade do rotor do gerador, sendo n2 maior que n1; JB1 e JB2 - valores médios de corrente no enrolamento de campo

Quando o transistor composto VT2, VT3 é aberto, ele é conectado em paralelo à resistência R3 do divisor de tensão, enquanto a tensão no diodo zener VT2 diminui drasticamente, isso acelera a comutação do circuito regulador e aumenta a frequência deste comutação, o que tem um efeito benéfico na qualidade da tensão do grupo gerador. O capacitor C1 é uma espécie de filtro que protege o regulador da influência dos pulsos de tensão em sua entrada. Em geral, os capacitores no circuito regulador evitam que o circuito entre no modo oscilatório e a possibilidade de interferências estranhas de alta frequência influenciarem a operação do regulador, ou aceleram a comutação dos transistores. Neste último caso, o capacitor, carregando em um momento, é descarregado no circuito base do transistor em outro momento, acelerando a comutação do transistor com a corrente de descarga e, portanto, reduzindo seu aquecimento e perda de energia nele .

Na Fig. 9 é claramente visível o papel da lâmpada HL para monitorar a condição de operação do grupo gerador (lâmpada de monitoramento de carga no painel de instrumentos do carro). Quando o motor do carro não está funcionando, o fechamento dos contatos da chave de ignição SA permite que a corrente da bateria GA flua através desta lâmpada para o enrolamento de excitação do gerador. Isso garante a excitação inicial do gerador. Ao mesmo tempo, a lâmpada acende, sinalizando que não há interrupção no circuito do enrolamento de excitação. Após a partida do motor, aparece quase a mesma tensão nos terminais “D+” e “B+” do gerador e a lâmpada apaga. Se o gerador não desenvolver tensão enquanto o motor do carro estiver funcionando, a lâmpada HL continua acesa neste modo, o que é um sinal de falha do gerador ou correia de transmissão quebrada. A introdução do resistor R no grupo gerador ajuda a expandir as capacidades de diagnóstico da lâmpada HL. Se este resistor estiver presente, em caso de interrupção do enrolamento de campo com o motor do carro em funcionamento, a lâmpada HL acende. Atualmente, mais e mais empresas estão mudando para a produção de grupos geradores sem um retificador de enrolamento de excitação adicional. Neste caso, a saída da fase do gerador é alimentada no regulador. Quando o motor do carro não está funcionando, não há tensão na saída da fase do gerador e o regulador de tensão, neste caso, entra em um modo que evita que a bateria descarregue para o enrolamento de excitação. Por exemplo, quando a chave de ignição é ligada, o circuito regulador muda seu transistor de saída para um modo oscilatório, no qual a corrente no enrolamento de campo é pequena e equivale a frações de ampere. Após a partida do motor, o sinal da saída de fase do gerador coloca o circuito regulador em operação normal. Neste caso, o circuito regulador também controla a lâmpada para monitoramento da condição de funcionamento do grupo gerador.

Arroz. 11. Dependência da temperatura da tensão mantida pelo regulador Bosch EE14V3 a uma velocidade de rotação de 6000 min-1 e uma corrente de carga de 5A

Para sua operação confiável, a bateria requer que, à medida que a temperatura do eletrólito diminui, a tensão fornecida à bateria pelo grupo gerador aumente ligeiramente e, à medida que a temperatura aumenta, ela diminua. Para automatizar o processo de alteração do nível de tensão mantida, é utilizado um sensor, colocado no eletrólito da bateria e incluído no circuito regulador de tensão. Mas isso é apenas para carros avançados. No caso mais simples, a compensação térmica no regulador é selecionada de tal forma que, dependendo da temperatura do ar de resfriamento que entra no gerador, a tensão do grupo gerador muda dentro dos limites especificados. A Figura 11 mostra a dependência da temperatura da tensão suportada pelo regulador Bosch EE14V3 em um dos modos de operação. O gráfico também mostra a faixa de tolerância para esta tensão. A natureza decrescente da dependência garante uma boa carga da bateria em temperaturas negativas e evita o aumento da ebulição do seu eletrólito em altas temperaturas. Pela mesma razão, em carros projetados especificamente para uso nos trópicos, os reguladores de tensão são instalados com uma tensão de ajuste deliberadamente mais baixa do que para climas temperados e frios.

Operação do grupo gerador em diferentes modos

Na partida do motor, o principal consumidor de energia elétrica é o motor de partida, a corrente chega a centenas de amperes, o que provoca uma queda significativa de tensão nos terminais da bateria. Neste modo, os consumidores de eletricidade são alimentados apenas pela bateria, que está intensamente descarregada. Imediatamente após a partida do motor, o gerador passa a ser a principal fonte de alimentação. Ele fornece a corrente necessária para carregar a bateria e operar aparelhos elétricos. Após recarregar a bateria, a diferença entre sua tensão e a do gerador torna-se pequena, o que leva a uma diminuição na corrente de carga. A fonte de energia ainda é o gerador e a bateria suaviza as oscilações de tensão do gerador.

Quando poderosos consumidores de eletricidade estão ligados (por exemplo, descongelador do vidro traseiro, faróis, ventilador do aquecedor, etc.) e baixa velocidade do rotor (baixa rotação do motor), o consumo total de corrente pode ser maior do que o gerador é capaz de fornecer . Neste caso, a carga recairá sobre a bateria e ela começará a descarregar, o que pode ser monitorado pelas leituras de um indicador de tensão adicional ou voltímetro.

Ao instalar a bateria no veículo, certifique-se de que a polaridade da conexão esteja correta. Um erro levará à falha imediata do retificador do gerador e poderá ocorrer um incêndio. As mesmas consequências são possíveis ao ligar o motor a partir de uma fonte de corrente externa (acender) se a polaridade da conexão estiver incorreta.

Ao operar um veículo você deve:

monitorar o estado da fiação elétrica, principalmente a limpeza e confiabilidade da conexão dos contatos dos fios adequados ao gerador e regulador de tensão. Se os contactos estiverem maus, a tensão a bordo pode exceder os limites permitidos;
desconecte todos os fios do gerador e da bateria ao soldar eletricamente partes da carroceria do carro;
Certifique-se de que a correia do alternador esteja devidamente tensionada. Uma correia mal esticada não garante o funcionamento eficiente do gerador, uma correia muito esticada leva à destruição de seus rolamentos;
Descubra imediatamente o motivo do acendimento da luz avisadora do gerador.

As seguintes ações são inaceitáveis:

deixe o carro com a bateria conectada se suspeitar de mau funcionamento do retificador do gerador. Isso pode levar à descarga completa da bateria e até incêndio na fiação elétrica;
verifique o funcionamento do gerador colocando seus terminais em curto com o terra e entre si;
verificar a operacionalidade do gerador desconectando a bateria com o motor em funcionamento devido à possibilidade de falha do regulador de tensão, elementos eletrônicos dos sistemas de injeção, ignição, computador de bordo, etc.;
não permita que eletrólito, anticongelante, etc. entrem em contato com o gerador.

Verificando o enrolamento de campo quanto a curto-circuito entre espiras

O curto-circuito entre espiras provoca um aumento na corrente de excitação. Devido ao superaquecimento do enrolamento, o isolamento é destruído e ainda mais voltas entram em curto. Um aumento na corrente de excitação pode levar à falha do regulador de tensão. Este mau funcionamento é determinado comparando a resistência medida do enrolamento de campo com as especificações. Se a resistência do enrolamento diminuir, ele será rebobinado ou substituído.

O curto-circuito entre espiras na bobina do enrolamento de excitação é determinado medindo a resistência da bobina de excitação usando um ohmímetro disponível nos estandes E211, 532-2M, 532-M, etc., um ohmímetro portátil separado (ver Fig. 14, c) , ou de acordo com as leituras de um amperímetro e voltímetro quando o enrolamento é alimentado por uma bateria (ver Fig. 14, d). O fusível protege o amperímetro e a bateria em caso de curto-circuito acidental. As sondas são conectadas aos anéis coletores do rotor e dividindo a tensão medida pela corrente, a resistência é determinada e comparada com as especificações técnicas (ver Tabela 2).

Arroz. 14. Verificação do enrolamento de campo:

a-em um penhasco; b-para curto-circuito com eixo e poste; c - com ohmímetro para circuito aberto e curto-circuito entre espiras; g — — conexão de instrumentos para determinação de resistência.

Verificação de ruptura do enrolamento do estator A verificação de ruptura do enrolamento do estator é realizada usando uma lâmpada de teste ou um ohmímetro. A lâmpada e a fonte de energia são conectadas alternadamente às extremidades das duas fases de acordo com o diagrama da Fig. 15, a. Se houver ruptura em uma das bobinas, a lâmpada não acenderá. Um ohmímetro conectado a esta fase mostrará “infinito”. Quando conectado às outras duas fases, mostrará a resistência dessas duas fases.

Curto-circuito entre espiras no enrolamento do gerador. Como detectar Conselhos de um eletricista automotivo.

Curto-circuito entre espiras no enrolamento do estator do gerador.

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Verificando o enrolamento do estator quanto a curto-circuito com o núcleo.Se tal mau funcionamento ocorrer, a potência do gerador é significativamente reduzida ou o gerador não funciona e seu aquecimento aumenta. A bateria não está carregando. O teste é realizado com uma lâmpada de teste de 220 V. A lâmpada é conectada ao núcleo e a qualquer terminal do enrolamento de acordo com o diagrama da Fig. 15, b. Se houver um curto-circuito, a lâmpada acenderá.

Verificação do enrolamento do estator quanto a curto-circuito entre espiras.O curto-circuito entre espiras nas bobinas do enrolamento do estator é determinado medindo a resistência das bobinas de fase com um ohmímetro separado (ver Fig. 15, c), nos suportes E211, 532-2M, 532- M e outros, ou conforme diagrama mostrado no arroz. 15, G. Se a resistência de dois enrolamentos (medida ou calculada) for menor que a indicada na tabela. 2, então o enrolamento do estator está em curto-circuito entre espiras. Esta falha pode ser detectada usando o ponto zero do enrolamento do estator. Para isso, é necessário medir ou calcular a resistência de cada fase separadamente e, comparando a resistência

Arroz. 15. Verificando o enrolamento do estator:

a - em um penhasco; b - em caso de curto-circuito com o núcleo; c - para curto-circuito entre espiras e circuito aberto

ohmímetro; d - conexão de instrumentos para determinação da resistência do enrolamento do estator

todas as três fases, determine qual delas está em curto-circuito entre espiras. Um enrolamento de fase que apresenta um curto-circuito entre espiras terá menos resistência do que outros. O enrolamento defeituoso é substituído.

A capacidade de manutenção dos enrolamentos do estator pode ser verificada em bancadas de teste para simetria de fase. Durante este teste, a tensão alternada é medida entre as fases do enrolamento do estator até a unidade retificadora na mesma velocidade (constante) do rotor do gerador. Se a tensão induzida (induzida) nos enrolamentos do estator não for a mesma, isso indica um mau funcionamento do enrolamento do estator.

Para medir a tensão de duas fases, os fios do voltímetro de suporte através das janelas da tampa do gerador tocam alternadamente dois radiadores do bloco retificador (para geradores com blocos retificadores do tipo VBG) ou as cabeças dos parafusos que conectam o enrolamento do estator e o bloco retificador (para geradores com blocos retificadores do tipo BPV).

Nem um único carro moderno pode “viver” sem equipamento elétrico. E o principal componente de todo equipamento elétrico é a fonte mais importante - o gerador. Por sua vez, contém um componente igualmente importante que contribui para a geração de eletricidade enquanto o carro está em movimento. Estamos falando do estator do gerador.

Para que serve, qual a sua finalidade e que avarias podem ocorrer? Falaremos sobre isso e algo mais neste artigo.

Equipamento elétrico automotivo

Todo o equipamento elétrico de qualquer carro é representado pelos seguintes componentes:

Fontes atuais:

bateria acumuladora;
gerador.

Consumidores atuais:

básico;
longo prazo;
curto prazo.

A função da bateria é fornecer corrente aos consumidores enquanto o motor está “descansando”, durante sua partida ou operação em baixas velocidades. Embora o gerador seja, de fato, o principal fornecedor de energia elétrica. Ele não apenas alimenta todos os consumidores, mas também carrega a bateria.

Sua capacidade, aliada à potência do gerador, deve atender às necessidades de todos os consumidores, independente do modo de operação do motor. Ou seja, deve passar por manutenção constante, o que é importante saber, pois permitirá entender como funciona o estator do gerador.

PARA principais consumidoresÉ comum referir-se ao sistema de combustível, incluindo injeção, ignição, controle e transmissão automática. Alguns carros possuem direção assistida elétrica. Ou seja, tudo que utiliza corrente constantemente, desde a partida do motor até a parada completa.

Consumidores de longo prazo são sistemas que não são usados com muita frequência. E isto são dispositivos de iluminação, segurança (passiva, ativa), aquecimento e ar condicionado. A maioria dos carros está equipada com sistemas anti-roubo, equipamentos multimídia e navegação.

Relativo consumidores de curto prazo, então este é o isqueiro, sistema de partida, velas incandescentes, sinal, bem como sistemas de conforto.

Características de design

O gerador está presente em todos os carros e é composto pelos seguintes componentes:

estator;
rotor;
montagem de escova;
bloco retificador.

Tanto o estator do gerador quanto todo o resto são montados em um módulo relativamente compacto, que é instalado próximo ao motor e opera a partir da rotação do virabrequim, para o qual é utilizada uma transmissão por correia.

Finalidade funcional

O estator é um elemento estacionário de toda a estrutura e é fixado na carcaça do gerador. Por sua vez, contém um enrolamento de trabalho, e durante o funcionamento do gerador é nele que a eletricidade é despertada. No entanto, essa corrente é de natureza variável e todos os consumidores necessitam de tensão contínua. A transformação (endireitamento, por assim dizer) ocorre justamente graças à unidade retificadora.

Entre as principais tarefas do estator está a função de suporte de carga para segurar o enrolamento de trabalho. Também garante a distribuição correta das linhas do campo magnético. Durante a operação do gerador, o enrolamento de trabalho pode ficar muito quente. E aqui entra em vigor outra função igualmente importante - remover o excesso de calor do enrolamento.

Como regra, todos os carros modernos usam o mesmo tipo de design de estator.

Dispositivo estator

O projeto do estator do gerador é formado pelos seguintes componentes:

núcleo de anel;
enrolamento de trabalho;
isolamento do enrolamento.

Vamos dar uma olhada mais de perto nesses componentes.

Essencial. São placas anulares, em cujo interior existem ranhuras para a localização do enrolamento. A ligação das placas é muito estanque e juntas formam um chamado pacote. A rigidez de uma estrutura monolítica é conferida por soldagem ou rebitagem.

Para a fabricação de placas são utilizados tipos especiais de ferro ou ferroligas, que se diferenciam pela presença de certa permeabilidade magnética. Sua espessura varia de 0,8 a 1 mm. Para melhor aproveitamento da energia térmica, são fornecidas nervuras, localizadas na parte externa do estator.

Enrolamento. Via de regra, é utilizado em automóveis onde existem três enrolamentos, um para cada fase. Para sua fabricação é utilizado fio de cobre revestido com material isolante. Seu diâmetro é de 0,9-2 mm e é colocado nas ranhuras do núcleo de maneira especial.

Cada um dos enrolamentos do estator de um gerador VAZ (ou qualquer outra marca) possui um terminal para remoção de corrente. Via de regra, o número desses terminais não ultrapassa 3 ou 4. Porém, existem estatores que possuem 6 terminais. Além disso, cada enrolamento possui seu próprio número de pinos para um tipo específico de conexão.

Isolamento. O isolamento é colocado em cada ranhura do núcleo para proteger o fio contra danos. Em alguns casos, cunhas isolantes especiais podem ser colocadas nas ranhuras para uma fixação mais confiável do enrolamento.

O estator está impregnado com resinas epóxi ou vernizes. Isso é feito para garantir a integridade e resistência de toda a estrutura monolítica, o que elimina o deslocamento das voltas do enrolamento. As características de isolamento elétrico também são melhoradas.

Como funciona um estator?

O princípio de funcionamento do estator e, portanto, de toda a unidade (gerador) de qualquer carro moderno é baseado em um fenômeno que é familiar a cada um de nós desde as aulas de física. Eles frequentemente mencionavam conceitos como gerador, rotor, estator. Estamos falando de indução eletromagnética. Sua essência é a seguinte: quando qualquer condutor se move na área de ação de um campo magnético, nele é gerada uma corrente.

Ou este condutor (estator) pode estar em um campo magnético alternado (rotor). Este é o princípio usado em geradores de automóveis. Quando o motor dá partida, o rotor do gerador começa a girar. Ao mesmo tempo, a tensão da bateria atinge o enrolamento de trabalho. E como o rotor é um núcleo de aço multipolar, quando a tensão é aplicada ao enrolamento ele se torna um eletroímã.

Como resultado da rotação do rotor, é criado um campo magnético alternado, cujas linhas de força cruzam o estator. E aqui entra em jogo o núcleo “condutor”. Ele começa a distribuir o campo magnético de maneira especial e suas linhas de força cruzam as voltas do enrolamento de trabalho. E graças à indução eletromagnética, é gerada uma corrente que é removida pelos terminais do estator. Em seguida, a tensão alternada resultante é fornecida à unidade retificadora.

Assim que você aumenta o número de rotações do virabrequim, a corrente flui parcialmente do enrolamento do estator do gerador para o enrolamento do rotor. Assim, o gerador passa para o modo de autoexcitação e não precisa mais de fonte de tensão de terceiros.

Principais falhas do estator

Via de regra, as principais falhas do estator são:

“Quebra” do enrolamento de trabalho.
Há um curto-circuito.

Um sinal característico pelo qual se pode avaliar que o estator não está funcionando corretamente é a perda de corrente de carga. Isso pode ser indicado por um indicador de bateria fraca que não apaga após a partida do motor. A agulha do voltímetro estará mais próxima da zona vermelha.

Ao medir a tensão na bateria enquanto o motor está funcionando, a tensão será menor que o valor requerido. Para a bateria em si é de pelo menos 13,6 V, e para o gerador - 37,3701 V. Às vezes, em caso de curto-circuito nos enrolamentos, é possível ouvir um uivo característico emitido pelo gerador.

Durante a operação do veículo, o alternador pode aquecer e ficar sujeito a cargas elétricas. Além disso, ele tem que trabalhar em condições negativas de fatores externos. Com o tempo, isso leva inevitavelmente à deterioração do isolamento do enrolamento, o que causa falhas elétricas. Então o problema pode ser resolvido reparando (rebobinando o estator do gerador) ou substituindo-o completamente.

Verificando a saúde do estator

Alguns iniciantes estão cada vez mais preocupados com a questão de como verificar se todas as peças do gerador estão funcionando. Para fazer isso, você precisará de um pequeno equipamento especial na forma de um multímetro (popularmente apenas um tseshka). Você pode usar um autotester ou outro dispositivo que tenha modo ohmímetro. Como último recurso, uma lâmpada de 12 V com fios soldados servirá.

Primeiro você precisa remover o gerador do carro e desmontá-lo. Dependendo da marca do carro, pode haver dificuldades, pois em alguns modelos da marca Lexus a fonte de alimentação está localizada em local de difícil acesso. Ao chegar ao estator e retirá-lo, é necessário limpá-lo da sujeira. Então você pode prosseguir para a verificação propriamente dita.

Verificando se há circuito aberto

Como verificar se o estator do gerador está quebrado? Para começar, você deve mudar o dispositivo de medição para o modo ohmímetro, após o qual levamos as pontas de prova aos terminais do enrolamento. Se não houver interrupção, o multímetro mostrará valores abaixo de 10 ohms. Caso contrário, as leituras tenderão ao infinito. Assim, nenhuma corrente passa pelo enrolamento, o que indica a presença de ruptura. Então você precisa verificar todas as conclusões.

Se estiver usando uma lâmpada, verificamos na seguinte sequência. Primeiro, conectamos o fio negativo a um dos terminais do enrolamento com um fio (de preferência isolado). Fornecemos as baterias positivas para o outro terminal através da lâmpada. Sua luz indicará ordem completa, mas se a lâmpada não acender significa que haverá uma quebra. Isso deve ser feito com cada conclusão.

Verifique se há curto-circuito

Agora vale a pena verificar se há curto-circuito no estator. No modo ohmímetro, levamos a ponta de prova negativa para a carcaça do estator e a ponta de prova positiva para qualquer um dos terminais do enrolamento de trabalho. Normalmente, as leituras devem tender ao infinito. Repita o procedimento para cada um dos terminais.

Com uma lâmpada, a verificação do estator do gerador é a seguinte:

Conectamos o lado negativo da bateria com um fio à carcaça do estator.
O terminal positivo é alimentado em qualquer saída através da lâmpada.

Um curto-circuito será indicado por uma luz acesa. Se não pegar fogo, tudo está em perfeita ordem.

Nota pequena

As avarias listadas não são típicas apenas do estator do gerador; o regulador de tensão, a ponte de diodos e o rotor do gerador também podem ser questionados. Vale a pena notar que o mau desempenho do estator é muito menos comum do que com os componentes listados de qualquer gerador.

Portanto, antes de trabalhar no estator, é necessário verificar o regulador de tensão e a ponte de diodos. E se eles estiverem em perfeita ordem, a última coisa a fazer é dar corda.

Para um funcionamento confiável de todos os equipamentos elétricos do carro, deve-se realizar manutenção regular e, se necessário, substituir imediatamente o estator do gerador. No final, o preço não parecerá tão alto quanto a substituição de todo o gerador.

Quanto ao custo, os preços das peças novas começam em 1.500 rublos com três terminais. Produtos com seis contatos custarão mais - 6 a 7 mil rublos, embora existam opções mais baratas. Porém, tudo depende da marca do carro.

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